DE2209797A1

DE2209797A1 - Reinforcement of glasses containing silicate and soda

Info

Publication number: DE2209797A1
Application number: DE19722209797
Authority: DE
Inventors: Micheline Malakoff Bonnaud (Frank reich)
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1971-03-01
Filing date: 1972-03-01
Publication date: 1972-09-21
Also published as: IT949771B; BE780009A; ES400272A1; FR2128031B1; DE2209797B2; GB1334828A; DE2209797C3; FR2128031A1

Description

Herne, - 8000 München 23,Herne, - 8000 Munich 23, FreiligrathstraBe 19 r> ι ι ι bubu> Eisenacher Straße 17Freiligrathstrasse 19 r> ι ι ι bubu> Eisenacher Strasse 17 Postfach 1« Dipl.-ing. R. H. bahr P^.-Anw. BetzierP.O. Box 1 «Dipl.-Ing. R. H. bahr P ^ .- Anw. Betzier KZSi^¹**¹"*¹ Dipl.-Phys. Eduard Betzier iw™*«:.»«KZSi ^ ¹ ** ¹ "* ¹ Dipl.-Phys. Eduard Betzier iw ™ *« :. »«

'¹⁰J⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl »^¹³ ^'10 J ⁴ Dipl.-Ing. W. Herrmann-Trentepohl »^ ¹³

Telegrammanschrift: rs* Telegram address: rs * r Telegrammanschrift:r Telegram address:

Bahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat MünchenBahrpatente Herne PATENTANWÄLTE Babetzpat Munich Telex 08 229 853 Telex5215360Telex 08 229 853 Telex5215360 Bankkonten:Bank accounts:

Bayrische Vereinsbank München 952287 Dresdner Bank AG Herne 7-520 Postscheckkonto Dortmund 558 68Bayrische Vereinsbank Munich 952287 Dresdner Bank AG Herne 7-520 Postal check account Dortmund 558 68

^Ref-^: h ~h H 0 ζ ^Ref - ^: h ~ h H 0 ζ

in der Antwort bitte angebenplease indicate in the answer

Zuschrift bitte nach:Please send a letter to:

Dr. La/vLeDr. La / vLe

SAINT-GOBAIN
62, Boulevard Victor Hugo, 92 Neuilly-sur-Seine - FrankreichSAINT-GOBAIN
62, Boulevard Victor Hugo, 92 Neuilly-sur-Seine - France

Verstärkung von silikat- und sodahaltigen GläsernReinforcement of glasses containing silicate and soda

Es ist bekannt, daß ein Verfahren zur mechanischen Verstärkung von Glasgegenständen darin besteht, daß ein Glas mit einer Quelle alkalischer Ionen in Kontakt gebracht wird, die einen größeren Schnitt besitzen als die Alkaliionen des Glases. Diese Behandlung wird bei einer Temperatur durchgeführt, die niedriger ist als die "Temperatur des Nachlassens der Spannungen" oder "Strain Point", die durch eineIt is known that a method for the mechanical reinforcement of Glass objects consists in bringing a glass into contact with a source of alkaline ions which have a larger section than the alkali ions of the glass. This treatment is carried out at a temperature lower than the "temperature the relaxation of tension "or" strain point "created by a

14 5 Viskosität in der Größenordnung von 10 ' Föise gekennzeichnet ist.14 5 Viscosity in the order of 10 'Föise is characterized.

209839/1083209839/1083

Für die Verstärkung von Silikat-, Soda- und Calcium enthaltenden Gläsern, beispielsweise, werden normalerweise Ionenquellen verwendet, die mindestens ein Kaliumsalz enthalten.For the reinforcement of glasses containing silicate, soda and calcium, for example, ion sources are normally used, which contain at least one potassium salt.

Die durch dieses Verfahren erreichte Verstärkung wird für gewöhnlich folgendermaßen erklärt: Wenn beispielsweise ein sodalhaltiges Glas in ein Milieu gegeben wird, das Kaliumionen enthält, entsteht unter dem Einfluß der thermischen Bewegung ein Austausch zwischen den Natriumionen der oberflächlichen Schichten des Glases und den Kaliumionen des umgebenden Milieus. Die Kaliumionen besetzen in dieser Weise in der Struktur der Oberflächenschichten des Glases die ursprünglich durch die Natriumionen mit geringerer Dimension eingenommenen Sitze, wodurch ein Versuch der Ausdehnung bzw. Dilatation der Oberflächenschichten hervorgerufen wird. Diese natürliche Ausdehnung wird durch Bindungskräfte verhindert, die zwischen den Oberflächenschichten und den tieferen Schichten bestehen, in denen dieser Austausch nicht stattfindet oder nur in einenn geri ngen Ausmaße stattfinden kann. Dadurch entstehen durch Druck und Kompression verursachte Spannungen, deren Intensität allmählich linear von der Oberfläche weg abnimmt. Der Bruchmodul des zu behandelnden Gegenstandes nimmt auf diese Weise mit einem Wert zu, der annähernd der Oberflächen-Druckspannung gleich ist.The gain achieved by this procedure becomes ordinary Explained as follows: If, for example, a glass containing soda is placed in an environment that contains potassium ions, the result is under the influence of thermal movement an exchange between the sodium ions of the surface layers of the glass and the Potassium ions of the surrounding environment. In this way, the potassium ions occupy the structure of the surface layers of the glass the seats originally occupied by the sodium ions with a smaller dimension, creating an attempt at expansion or Dilation of the surface layers is caused. This natural expansion is prevented by binding forces that exist between The surface layers and the deeper layers exist in which this exchange does not take place or only to a small extent can take place. This creates tensions caused by pressure and compression, the intensity of which gradually increases linearly from the surface decreases. The modulus of rupture of the object to be treated increases in this way with a value that approximates the surface compressive stress is equal.

Indessen ziehen die Verletzungen bzw. Beschädigungen, die geeignet sind, die Oberflächenschichten des Glases während der Verwendung des behandelten Gegenstandes zu beeinflussen, eine Verringerung dieses Verstärkungseffektes nach sich und können die Verstärkung vollständig aufheben, wenn ihre Tiefe die Dicke der Schicht erreichen, die unter Druck steht, bzw. zusammengepreßt wird. However, the injuries or damage which are likely to affect the surface layers of the glass during the use of the treated article result in a reduction in this reinforcement effect and can completely cancel the reinforcement when their depth reaches the thickness of the layer which is under pressure stands or is pressed together .

209839/1053209839/1053

Daraus ist zu ersehen, daß je nach dem Verwendungszweck des zu behandelnden Gegenstandes die Aufgabe besteht, einen sehr hohen Wert für die Druckspannung der Oberfläche zu erhalten und/oder eine sehr starke Dicke der unter Druck befindlichen Oberflächenschicht, und daß die Verbindung dieser beiden kennzeichnenden Eigenschaften beachtet werden muß, um eine allgemein vorteilhafte Wirkung zu erreichen.It can be seen from this that, depending on the intended use of the object to be treated, the task is very high To obtain a value for the compressive stress of the surface and / or a very thick thickness of the surface layer under pressure, and that the combination of these two characteristic properties must be observed in order to obtain a generally advantageous one To achieve effect.

Es ist weiterhin bekannt, daß diese kennzeichnenden Eigenschaften der Verstärkung von den verschiedensten Bedingungen abhängen, wie beispielsweise von der Temperatur und von der Dauer der Behandlung beim Ionenaustausch. Die Dicke der unter Druck stehenden Schicht, die im Zusammenhang steht mit der Tiefe, die durch die Fremdionen erreicht wird, nimmt zu mit der Temperatur und der Behandlungsdauer entsprechend den klassischen Difusionsgesetzen. Jedoch, je mehr die Temperatur erhöht wird, desto mehr lassen die durch den Ionenaustausch reduzierten Spannungen schnell nach.It is also known that these characteristic properties of the reinforcement depend on the most varied of conditions, such as the temperature and the duration of the ion exchange treatment. The thickness of the pressurized Layer, which is related to the depth reached by the foreign ions, increases with temperature and the duration of treatment according to the classical laws of diffusion. However, the more the temperature is raised, the more the tensions reduced by the ion exchange quickly subside.

Die Behandlungsbedingungen, die es ermöglichen, daß minimale Verstärkungseigenschaften gegebener Größe erhalten werden, ergeben sich aus einem Kompromiß entsprechend einer optimalen Temperatur, einer Mindestbehandlungszeit und folglich mindestens in erster Annäherung mit minimalen Behandlungskosten.The treatment conditions that allow that minimal Reinforcement properties of a given size are obtained from a compromise corresponding to an optimal temperature, a minimum treatment time and consequently at least in the first approximation with minimal treatment costs.

Es kann beispielsweise angegeben werden, daß ein Gegenstand, der aus einem handelsüblichen Silikat-Soda- und Calcium enthaltenden Glas hergestellt worden ist, mindestens während 38 Stunden in einIt can be specified, for example, that an article consisting of a commercially available silicate containing soda and calcium Glass has been produced for at least 38 hours in one

ο Kalium- nitratbad, das bei einer Temperatur von 450 C gehaltenο Potassium nitrate bath kept at a temperature of 450C

wird, eingetaucht werden muß, um nach dem Natrium-Kalium-Ionen-must be immersed in order to look for the sodium-potassium-ion

209839/1053209839/1053

2 austausch eine Oberflächen-Druckspannung von 30 kg/mm und eine unter Druck stehende Schicht mit einer Dicke von 40 Micron zu zeigen.2 exchange a surface compressive stress of 30 kg / mm and to show a pressurized layer 40 microns thick.

Ein neuer Fortschritt zur Senkung der Behandlungskosten wurde in der Verwendung bestimmter Glasmischungen gesucht, die insbesondere den Ionenaustausch begünstigen und dadurch eine wesentliche Reduzierung der Behandlungsdauer bei der Verstärkung ermöglichen. A recent advance in reducing treatment costs has been sought in the use of certain glass blends, in particular favor the ion exchange and thereby enable a substantial reduction in the treatment time for the reinforcement.

In dieser Hinsicht wurden bereits viele Glasmischungen vorgeschlagen, jedoch entsprechen diese keinesfalls den normalerweise verwendeten Mischungen und besitzen im allgemeinen die verschiedensten Nachteile. Einige Glasmischungen enthalten beispielsweise Elemente, die von teuren Ausgangsstoffen herstammen und/oder die physikalischen Eigenschaften des Glases wesentlich modifizieren bzw. verändern. Daraus ergeben sich die verschiedensten Nachteile insbesondere bei der Verarbeitung und der Formung des Glases, und zwar derart, daß die Kosten für die Endprodukte stark ansteigen im Vergleich zu den gleichen Gegenständen, die mit den herkömmlichen Glasmischungen hergestellt werden, selbst wenn Vorteile bezüglich der Behandlungsdauer bei Ionenaustausch erreicht werden können.Many glass blends have been proposed in this regard, however, these in no way correspond to the mixtures normally used and generally have the most varied Disadvantage. For example, some glass mixtures contain elements that come from expensive raw materials and / or the physical ones Substantially modify or change the properties of the glass. This results in a wide variety of disadvantages in particular in the processing and shaping of the glass, in such a way that the cost of the end products increases sharply Compared to the same articles made with the conventional glass blends, even if there are advantages regarding the treatment time can be achieved with ion exchange.

Überraschenderweise konnte festgestellt werden, daß bestimmte Silicat- und Soda-enthaltenden Gläser in sehr günstiger Weise einer mechanischen Ve rs tärkungs behandlung durch einen Natrium-Kalium-Ionenaustausch unterworfen werden können. Die Zusammensetzungen dieser
Glasmischungen sind denen der üblichen industriellen Glasmischungen ausreichend ähnlich, so daß es nicht notwendig ist, nach neuen Ausgangsstoffen zu suchen und Verfahrensweisen und/oder industrielle Ein-Surprisingly, it was found that certain glasses containing silicate and soda can be subjected to a mechanical strengthening treatment by means of a sodium-potassium ion exchange in a very favorable manner. The compositions of these
Glass mixtures are sufficiently similar to those of the usual industrial glass mixtures, so that it is not necessary to look for new starting materials and process procedures and / or industrial input

209839/1053209839/1053

richtungen zu schaffen, die sich wesentlich von den bisher bekannten und benutzten unterscheiden.to create directions that differ significantly from those previously known and used differentiate.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung zur Verstärkung von Gläsern aufgrund eines Natrium-Kalium-Ionenaustausches werden-Glasmischungen verwendet, die durch folgende Gewichts-%-Sätze definiert werden:In the method according to the invention for reinforcing glasses on the basis of a sodium-potassium ion exchange, glass mixtures are formed are used, which are defined by the following weight percentages:

6565 bisuntil 7676 OO bisuntil 44th 1,51.5 bisuntil 55 44th bisuntil 88th OO bisuntil 4,54.5 1010 bisuntil 1818th 11 bisuntil 7,57.5

^B2°3 ^B 2 ° 3

^Al2°3 MgO ^Al 2 ° 3 MgO

CaOCaO

Na₂ONa ₂ O

K₂OK ₂ O

Diese Elemente stellen mindestens 96 % des Gewichts des Glases dar, wobei ausserdem folgende Gewichtsverhältnisse beachtet werden müssen:These elements represent at least 96 % of the weight of the glass, whereby the following weight ratios must also be observed:

CaOCaO

im Bereich zwischen 0 und 0,45, undin the range between 0 and 0.45, and

CaO + MgO (compris entre 0 et 0,45)CaO + MgO (comprised 0 and 0.45)

^K2° ^K 2 °

im Bereich zwischen 0,05 und 0,35.in the range between 0.05 and 0.35.

Na 0 + KO (Hmites incluses)Na 0 + KO (Hmites incluses)

Daraus ist zu ersehen, daß die für das Verstärkungsverfahren nach der Erfindung aufgrund eines Natrium-Kalium-Ionenaustausches verwendeten Gläser nur Oxyde enthalten, die man normalerweise bei denFrom this it can be seen that those used for the amplification process according to the invention are due to a sodium-potassium ion exchange Glasses only contain oxides that are normally found in the

2 0 9839/10532 0 9839/1053

klassischen, industriell hergestellten Gläsern verwendet. Dies sind: SiO₂, B₂O₃, Al₃O₃, MgO, CaO, Na₃O und K₃O.classic, industrially manufactured glasses are used. These are: SiO ₂ , B ₂ O ₃ , Al ₃ O ₃ , MgO, CaO, Na ₃ O and K ₃ O.

Die in Glas umwandelbaren Mischungen, die eine Verarbeitung dieser Gläser ermöglichen, können folglich hergestellt werden, indem man von bekannten industriellen Ausgangsstoffen ausgeht, wie beispielsweise: Sand, Borsäure, Dolomit, Nephelin, Feldspat (und vorzugsweise kaliumhaltiger Feldspat), Kaliumcarbonat, Talk, Natriumkarbonat, Natriumsulfat, Natriumhydroxyd, Borax und dergl.The mixes convertible into glass that make a processing of this Glasses can therefore be manufactured by starting from known industrial raw materials, such as: Sand, boric acid, dolomite, nepheline, feldspar (and preferably potassium-containing feldspar), potassium carbonate, talc, sodium carbonate, Sodium sulfate, sodium hydroxide, borax and the like.

Ausserdem kann die Herstellung der Charge, die Verarbeitung des Glases, die Raffinierung und schließlich die Formung in Einrichtungen realisiert werden, die normalerweise für die bekannten Silicat-Soda- und Calcium-haltigen laufend verwendeten Gläser benutzt werden. In addition, the production of the batch, the processing of the Glass, refining and finally shaping are carried out in facilities normally used for the well-known silicate-soda and calcium-containing glasses that are currently in use.

Der Vorteil der Glasmischungen nach der Erfindung, der den Natrium-Kalium-Ionenaustausch betrifft, beruht auf der Tatsache, daß je nach den Eigenschaften der erwünschten Verstärkung, der Austausch auf Zeiträume von 1-24 Stunden begrenzt ist, während beispielsweise die gleiche Verstärkung bei normalem Scheibenglas in Kaliumsalz- Schmelzbädern Zeiträume erforderlich macht, die 5-1QO mal langer dauern.The advantage of the glass mixtures according to the invention, the sodium-potassium ion exchange concerns, is based on the fact that, depending on the properties of the desired reinforcement, the exchange is limited to periods of 1-24 hours, while, for example, the same gain in normal pane glass in potassium salt Weld baths require periods of time that are 5-1QO times take longer.

In der folgenden Tabelle I wird eine verglasbare Mischung angegeben, die eine Verarbeitung eines Glases nach der Erfindung entsprechend der bekannten Verfahrensbedingungen erlaubt.In the following table I a vitrifiable mixture is given, which allows a glass according to the invention to be processed in accordance with the known process conditions.

209839/1053209839/1053

TABLE I.

roro

no Ca> CD no Ca> CD

cncn

CJ CD OO Ca> CDCJ CD OO Ca> CD

Ausgangs
materialienStarting
materials Gewicht der
Materialien
kg % der GläserWeight of
materials
kg % of glasses Oxydzusätze im GlasOxide additives in the glass SiO
% ^d SiO
% ^d Na 0
% ² Well 0
% ² K₂O
Vo K ₂ O
Vo CaO
%CaO
% MgO
%MgO
% Al 0
O/ ^{2 3} Al 0
O / ^{2 3} Verschied.
OxydeDifferent
Oxides Sandsand 43,6243.62 43,3443.34 0,200.20 0,0090.009 FeldspatFeldspar 20,5120.51 14,2014.20 0,320.32 1,911.91 0,040.04 3,723.72 0,0330.033 TalkTalk 21,4721.47 12,812.8 0,120.12 6,866.86 0,3220.322 0,1500.150 xlatriumkarbonatx sodium carbonate 20,1020.10 11,7311.73 MatriumsulfatSodium sulfate 1,091.09 0,470.47 <aliumcarbonat<aluminum carbonate 6,866.86 4,494.49 Theoretische Zu
sammensetzung
des GlasesTheoretical To
composition
of the glass 70,3470.34 12,5212.52 6,406.40 0,160.16 6,866.86 4,2424,242 0,1920.192

CDCD CDCD

In den folgenden Beispielen, in denen verschiedene Glasmischungen, die in höhere definierte Grenzen hineingehen, mit einem Glas aus einfachem Scheibenglas verglichen werden, kann man die kennzeichnenden Ergebnisse, die durch die verstärkende Ionenaustauschbehandlung gehalten werden, entnehmen. Dabei werden Bäder verwendet, die aus geschmolzenem Kaliumnitrat bestehen.In the following examples, in which different glass mixtures, those that go into higher defined limits can be compared with a glass made of simple pane glass, one can use the characteristic ones Refer to the results held by the reinforcing ion exchange treatment. Baths are used here, which consist of molten potassium nitrate.

Die folgende Tabelle II zeigt Mischungen solcher Gläser und bestimmte charakteristische Eigenschaften. Die hydrolytische Widerstandsfähigkeit ist durch den Gewichtsverlust ausgedrückt und wird nach einer Standardmethode der Deutschen Glastechnischen Gesellschaft bestimmt, die durch Fischer & Tepohl in den Glastechnischen Berichten Nr. 6(1928), Seite 522 ff. beschrieben wird. Die ArbeitstemperaturThe following Table II shows mixtures of such glasses and certain of them characteristic properties. The hydrolytic resistance is expressed by the weight loss and is increased after a Standard method of the German Glass Technical Society determined by Fischer & Tepohl in the Glass Technical Reports No. 6 (1928), page 522 ff. Is described. The working temperature

4
("working point") entspricht 10 poise.4th
("working point") corresponds to 10 poise.

Aus der Tabelle ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäßen Gläser im allgemeinen einen geringeren Gewichtsverlust zeigen, jedoch eine bessere hydrolytische Widerstandsfähigkeit wie das herkömmliche Scheibenglas und eine Arbeitstemperatur, die ausreichend in der Nähe der Temperatur des genannten Glases liegt. Bei den erfindungsgemäßen Glasmischungen können herkömmliche Einrichtungen verwendet werden, um die Gläser zu verarbeiten und zu formen.It can be seen from the table that the glasses according to the invention generally show a lower weight loss, but one better hydrolytic resistance than conventional pane glass and a working temperature that is sufficient in the Is close to the temperature of the said glass. Conventional equipment can be used with the glass mixes of the present invention to process and shape the glasses.

209839/1053209839/1053

TABLE II

Ο) IΟ) I.

σ «οσ «ο coco

cn tocn to

BESTANDTEILECOMPONENTS 1
% Gew.1
% Wt. 2
% Gew.2
% Wt. 3
% Gew.3
% Wt. 4
% Gew.4th
% Wt. 5
% Gew.5
% Wt. 6
% Gew.6th
% Wt. 7
% Gew.7th
% Wt. Glas aus ein
fachem Glas
% Gew.Glass from a
fold glass
% Wt. SiO₂ SiO ₂ 75,2175.21 70,3470.34 70,3070.30 69,1069.10 72,7572.75 70,4770.47 66,6666.66 72,5572.55 ^Al2°3 ^Al 2 ° 3 4,254.25 4,204.20 4,654.65 4,604.60 4,664.66 4,684.68 4,594.59 1,2 .1.2. CaOCaO -- —- 1,851.85 1,801.80 -- 4,204.20 -- 8,28.2 MgOMgO 5,655.65 6,986.98 4,304.30 4,254.25 5,665.66 5,685.68 6,896.89 3,653.65 Na₂ONa ₂ O 13,7113.71 12,2712.27 17,7017.70 14,1514.15 15,7515.75 13,7213.72 12,2012.20 14,1014.10 κ₂οκ ₂ ο 1,181.18 6,216.21 1,201.20 6,106.10 1,161.16 1,171.17 6,166.16 SO 0,2SO 0.2 ^B2°3 ^B 2 ° 3 —- —- mm.mm. 3,443.44 Fe₂O₃ 0,11Fe ₂ O ₃ 0.11 Hydrolytische Wider
standsfähigkeitHydrolytic cons
stability 15,-15.00 19,-19.00 34,-34.00 34,-34.00 22,-22.00 20,-20, - 17,-17.00 28,-28, - Arbeitstemperatur
(10 g π-= 4, in °C) Working temperature
(10 g π- = 4, in ° C) 10761076 10361036 986986 978978 10281028 10301030 994994 980980

N> N) O CDN> N) O CD

COCO

example 1

Die Verstärkungsbehandlungen aufgrund eines Ionenaustausches, die bei acht Gläsern durchgeführt wurden, werden in der folgenden Art The ion-exchange reinforcement treatments performed on eight glasses are carried out in the following manner

definiert:Are defined:

Die Kontaktdauer mit dem Kaliumnitrat wurde in jedem Fall gleich durchgeführt und auf 24 Stunden festgesetzt.The contact time with the potassium nitrate was carried out the same in each case and was set at 24 hours.

Die gewählte Temperatur für diesen Kontakt sprach für jedes Glas annähernd einer Viskosität, die der Viskosität für Scheibenglas bei 450 C ähnlich war, und zwar in dieser Art, daß das Nachlassen (relaxation) der Spannungen im Laufe der Behandlung für jedes der behandelten Gläser recht ähnlich war.The temperature chosen for this contact spoke for each glass approximately a viscosity which was similar to the viscosity for sheet glass at 450 C, in this way, that the weakening (relaxation) of the tensions in the course of the treatment for each of the treated glasses quite similar was.

Die Probegläser, die dieser Behandlung unterworfen wurden, bestanden aus Plaketten in der Größe von 120x40x2 mm. Die unter Druck stehende Oberflächenschicht wurde gemessen und dann wurden die Probegläser einem Bruchtest unterworfen mittels einer zylindrischen Biegung von der Norm ASTM C 158. The test glasses that were subjected to this treatment consisted of plaques measuring 120 × 40 × 2 mm. The pressurized surface layer was measured, and then the sample glasses were subjected to a break test by means of a cylindrical bend of ASTM C 158 standard.

Die Tabelle III gibt für jedes Glas die Behandlungstemperatur an und die bei dieser Behandlung erhaltenen Ergebnisse, und zwar die Dicke bzw. die Stärke der unter Druck stehenden Schicht und den Burenmodul, der bei den behandelten Probegläsern festgestellt wurde. Table III gives the treatment temperature for each glass and the results obtained with this treatment, namely the thickness or the strength of the layer under pressure and the Buren modulus, which was determined in the treated test glasses .

Man kann feststellen, daß die Dicke der unter Druck stehenden Schicht deutlich erhöht wurde, im Vergleich mit der Schicht, die bei einfachem Scheibenglas erhalten wurde und für die Gläser 6 und 7 der Bruchmodul stark verbessert wurde.It can be seen that the thickness of the layer under pressure has been increased significantly in comparison with the layer obtained with simple pane glass and for glasses 6 and 7 the modulus of rupture has been greatly improved.

209839/1053209839/1053

TABLE III

7 i7 i

; Glas aus ein; Glass from a

fachem Glasfold glass

OO €λ> SOOO € λ> SO

Dauer der Behandlung (Stunden)Duration of treatment (hours)

Behandlungs temperaturTreatment temperature

C°c)C ° c)

Dicke der verstärkten Schicht (u)Reinforced Layer Thickness (u)

Bruchspannung (kg/mm )Breaking stress (kg / mm)

24 h i 24 h24 h and 24 h

440°C 450°C440 ° C 450 ° C

24 h24 hours

6666

'/ i ¹⁰⁰Z" '/ i ¹⁰⁰ Z "

36,25 j36.25 j

52X1 37,4052X1 37.40

24 h24 hours

420°C420 ° C

80,80,

4141

hH

420°C420 ° C

hH

450°C450 ° C

43,43,

42,90 60,7542.90 60.75

hH

CC.

82.U82.U

5656

hH

450450

3O₁ 3O ₁

4040

N) O CON) O CO

Example 2

In diesem Beispiel wurden Versuche mit den Glasern Nr. 2 und 7 und demvorher verwendeten Scheibenglas durchgeführt, um die Mindestbehandlungszeit festzustellen, um bei jedem dieser GläserIn this example tests were carried out with glasses no. 2 and 7 and the previously used sheet glass to determine the minimum treatment time for each of these glasses

2 nach dem Abschleifen einen Bruchmodul von 30 kg/mm zu erhal-2 to obtain a breaking modulus of 30 kg / mm after grinding

ten. Der verwendete Schleiftest bestand in der Projektion von 5 cm Sand, bei dem die Korngrößenbestimmung einen Wert zwischen und 210 Micron ergab unter einem Druck von 1,5 Bar. Dazu wurde eine Apparatur verwendet, die eine gute Reproduzierbarkeit erlaubte in Übereinstimmung mit einem Revisionsprojekt der Norm ASTM C 158.The grinding test used consisted of a 5 cm projection Sand in which the grain size determination showed a value between and 210 microns under a pressure of 1.5 bar an apparatus was used which allowed good reproducibility in accordance with a revision project of the ASTM standard C 158.

Die Probegläser, die identische Dimensionen mit den Probegläsern des Beispiels 1 besaßen, wurden nach Abschleifen entsprechend dieser Methode einem Bruchtest unterworfen durch zylindrische Biegung,The test glasses, which had identical dimensions with the test glasses of Example 1, were made in accordance with this after grinding Method subjected to a fracture test by cylindrical bending,

Die Tabelle IV gibt für diese drei Gläser die Mindestdauer an und die Temperatur, die der Ionenaustauschbehandlung entspricht, um die erwünschte Verstärkung zu erreichen.Table IV gives the minimum duration for these three glasses and the Temperature corresponding to the ion exchange treatment to achieve the desired gain.

TABLE IV

Art des GlasesType of glass Dauer der Ionenaus
tauschbehandlungDuration of the ion off
barter treatment Temperatur der Ionen
austauschbehandlungTemperature of the ions
exchange treatment einfaches Scheibenglas
Glas Nr. 2
Glas Nr. 3simple pane glass
Glass No. 2
Glass No. 3 7 Tage
5 Stunden
8 Stunden7 days
5 hours
8 hours 450°C
470°C
475°C450 ° C
470 ° C
475 ° C

209839/1053209839/1053

Claims

/ 1 Jj Process for reinforcing glasses containing silicate and soda by surface ion exchange, characterized in that glasses are used which have the following composition:

SiO ₂ 65 until 76 Wt% ^B 2 ° 3 0 until 4th Wt% ^Al 2 ° 3 1.5 until 5 Wt% MgO 4th until 8th Wt% CaO 0 until 4.5 Wt% Na ₂ O 10 until 18th Wt% K ₂ O 1 until 7.5 Wt%

wherein the elements constitute at least 96% by weight of the glass and the following weight ratios must be observed:

CaOCaO

in the range between 0 and 0.45 and CaO + MgO

K ₂ O

in the range between 0.05 and 0.35.

2. Glasses and glass objects, characterized in that they are produced according to the method specified in claim 1.

209839/1053209839/1053